三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

发表于 2018-05-15 10:30:33 收藏 已收藏
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三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

发表于 2018-05-15 10:30:33

  什么是光控开关

  光控开关/光控时控器采用先进的嵌入式微型计算机控制技术,融光控功能和普通时控器两大功能为一体的多功能高级时控器(时控开关),根据节能需要可以将光控探头(功能)与时控功能同时启用,将达到最佳节能效果。是路灯、景观灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳节能控制装置;可广泛应用于街道、铁路、车站、航道、学校及供电部门等一切需要时间控制的应用场所。现在国内主要的品牌有灯联网、艾贝斯等,代表型号有ET101.1、ET102.1等。

  光控开关功能和用途

  本系列智能光控开关,可以根据用户设定的时间(光照度门限)值,自由控制用电器的电源开关。广泛用于路灯、霓虹灯、广告灯等需要按时间控制电源开关的用电设备。

  用户可以根须需求设定四组开关灯时间,可以实现多时段开关灯。

  用户也可以利用光控探头采集当地光照度,实现根据光照度开关灯。

  四款光控开关电路图

  电路图一:

  光控开关在室内5~6 米范围内,可用手电光进行遥控,可以很方便地开启或关闭家用电器。

一文解析三极管组成的光控开关电路原理图

  工作原理:

  电路如图192 所示。由三极管VT1、光电二极管等组成光接收电路。每接收到光照一次,就使由三极管VT2、VT3组成的双稳态电路发生翻转,通过三极管VT4 去驱动继电器K 工作,以控制家用电器的电源开关。

  电路图二:

  声光控节能灯座节电效果显著,采用该灯座白天灯不亮,夜间有声音灯即亮 该灯座电路简洁,声控部分采用了驻极体话筒,电路见附图所示

一文解析三极管组成的光控开关电路原理图

  220V电源经桥式整流 220kΩ电阻降压 100μF电容滤波后得到5V电压供给数字集成电路HD14011工作 白天有光照时,光电二极管2CU呈低阻状态,IC的{1} {2}脚为低电位,{3}脚为高电位,白天不论有无声音,即不论{4}脚电位如何,{13}脚始终钳位于高电位,{12}脚也为高电位 因此{11}脚为低电位,可控硅截止,灯泡不亮 夜晚无光照时,U呈高阻状态,{3}脚为低电位,这时若有人发出声响,驻极体话筒拾取信号,经{5} {6}脚输入到放大器放大后由臆脚输出 当{4}脚为低时,{13}脚也为低,{11}脚为高,触发可控硅BT169导通,灯泡点亮 同时10μF电容充电,充电之初{8} {9}脚为高电位,使{12}脚为低电位 声音过后,{13}脚恢复高电位,但由于{12}脚为低电位,所以{11}脚继续保持高电位,灯继续点亮 10μF电容继续充电 几十秒钟后,{8} {9}脚为低电位,{11}脚也翻转为低电位,可控硅截止,灯灭。

  下图:VD1-VD4是IN4007,VD5是2CW56(8V),VD6是4148,VT7是9013,VS是MCR100-8;R1是22k,R2是22m, R3是33k,R4是47k,R5是1.5m,R6是5.1欧,R7是240k(全部是1/8碳膜电阻);C1是瓷介电容104(0.1uf),C2是电解电容22uf/16v,C3是100uf/16v;MIC(B) 是CRZ-113F驻极体电容话筒;GR是光敏电阻MG45;IC是CD4011。

一文解析三极管组成的光控开关电路原理图

  电路图三:

一文解析三极管组成的光控开关电路原理图

  这种制作简单、成本低廉的光控开关使用时串接于白炽灯照明电路内,如图所示。常态下,交流电通过白炽灯、VD4~ VD7整流桥、电阻R9组成的分压电路及VD3、C4组成的稳压电路形成回路,回路电流小于0.9mA,功耗小于0.2W,照明灯不亮。当声敏元件接收到声波后,声波信号转化为电信号,经IC1a、IC1b两级放大,再经耦合电容C1去除低频振动产生的干扰信号。当环境光较强时,该信号由光敏二极管VD1旁路,不向后级输出;当环境光较弱时,VD1开路,前级输出的声波信号由IC1C及1C1d放大,VD2、C2、R4组成整流滤波电路,将IC1d输出的音频信号(经VD2单向快速向C2充电)整流成直流信号,同时C2、R4兼有延时作用,延时时间为RC=22s。当IC1d输出的声波信号为较短暂的干扰信号时,C2输出端电平由低到高的跳变时间要比R5、C3组成的延时回路的电平跳变时间短,这时C2的输出信号不能影响C3输出电平变化,干扰信号被屏蔽; 当声波信号正常时,C2输出的电平信号经由R5、C3、 IC1f、R8,延时接通SCR,白炽灯点亮,该最终输出信号同时通过R7作用于VT1,使得在白炽灯点亮期间声波信号不能向后级输入,保证开关一次触发,点亮时间一定。如果没有VT1、 R7,假定白炽灯发出的光不能照到自身声光控开关上,只要声源发出的声波间隔时间小于点亮延迟时间,白炽灯一直点亮,而且在最后一个声波结束后,还要延迟一个点亮时间周期才能熄灭,这样将造成电能的良费。

  电路图四:

一文解析三极管组成的光控开关电路原理图

  该光控开关电路由电源电路、时基集成电路ICl(NE555)、D触发集成电路IC2(74LS74)、双向晶闸管VT和光敏晶体管V等组成,如图3-59所示。

  电源电路由电源开关S、降压电容器C5、整流二极管VDl、VD2、稳压二极管VS、发光二极管VLl和滤波电容器C4等组成。

  接通S后,交流220V电压经C5降压、VDl和VD2整流、C4滤波、VLl限流降压及VS稳压后,产生5V左右的直流电压 (Vcc)供给ICl和IC2,同时VLl点亮。

  光敏晶体管V与电位器RP、电阻器Rl组成分压电路,决定lCl的2脚和6脚电位的高低。在无光照射到光敏晶体管V时,ICl的2脚和6脚电压高于2Vcc/3,1C1的3脚输出低电平。当用手电筒照射光敏晶体管V时,V导通,其内阻变小,使ICl的 脚、 6脚电压降低,当该电压低于Vcc/3时,ICl内部电路翻转,由稳态变为暂态,其3脚由低电平变为高电平,发光二极管Vl2点亮,便IC2内电路翻转,IC2的5脚由低电平变为高电平,双向晶闸管VT受该高电平触发而导通,将用电器 (负载)的电源接通。

  在V短时间导通又截止后,Vcc电压经RP和Rl对电容器Cl充电,使ICl的2脚和6脚电压逐渐升高。当此电压升高至Zp,。73时,IC1内电路又翻转,由暂态变为稳态,其3脚也由高电平变为低电平。IC2的3脚虽变为低电平,但其5脚仍维持输出高电平不变,直到下一个触发脉冲到来。

  当再次用手电筒照射光敏晶体管V时,IC1的3脚又由低电平变为高电平,使IC2内电路翻转,其5脚由高电平变为低电平,发光二极管Vl2熄灭,双向晶闸管VT关断,将用电器的供电电源切断。

  电阻器R3和电容器C3组成延时电路。在刚接通电源开关S或瞬间停电又恢复时,Vcc电压经R3对C3充电,此时IC2的1脚电压较低,其5脚被强制为低电平。当C3充电结束后,IC2才能恢复正常工作状态。

  电阻器R6和电容器C6组成VT的保护电路,可以防止感性负载损坏VT。

  三极管组成的光控开关电路原理图

  图1是一个简单的亮通开关。RP为光控阈值调节电位器,通过它可调节光控灵敏度(下面几个电路均相同)。白天光线较强,光敏电阻器RG呈低阻值,三极管VT导通,继电器K吸合,其常开触点闭合,接通被控电器工作。夜间,光线较暗,RG呈高电阻,VT截止,K释放,被控电器停止工作。

三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

  图2为典型的暗通开关,它利用VT2反相原理将原来的亮通改为暗通。白天RG呈低电阻,VT1导通,其集电极输出低电平,故VT2截止,K不动作。当夜间光线较暗时,RG呈高电阻,VT1截止,其集电极输出高电平,VT2导通,K吸合动作,从而实现暗通的操作。

三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

  上述两电路,如果将光敏电阻器RG与电位器RP位置互换,则亮通就变为暗通,暗通则变为亮通。

  图3是一个实用的光控延迟开关,工作条件是:需要为RG外面制作一个遮光筒,这样平时无论外面光线强弱如何,只要无直射光线射入遮光筒,RG均无强光照射而呈高电阻。图3~图5电路均有此要求。电路工作过程是:平时RG为高电阻,VT1截止,VT2也同样截止,K不动作。当用手电筒或激光笔对准遮光筒里的RG照射一下,RG立刻呈低电阻,VT1导通,因VT1导通时其等效电阻很小,C1很快充满电荷,VT2也导通,K吸合,被控电器工作。停止光照后,VT1虽恢复截止,但C1所储存的电荷可通过R向VT2发射结放电,仍能维持VT2保持导通态。C1电荷随放电逐渐减少,当不足以维持VT2导通时,VT2即截止,K释放,被控电器停止工作。电路延迟时间主要由R与C1放电时间常数决定,但VT2的β值对延迟时间影响很大,若β值较小,就限制了R的取值,故要求β值在200以上,VT2最好能采用达林顿复合管。

三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

  图4为双敏感器光控开关,RG1为“关”敏感器,RG2为“开”敏感器。电路工作过程为:用电筒或激光笔照一下RG2,VT2立刻导通,K吸合,其常开触点之一K-1闭合对电路自锁,另一个常开触点可使被控电器通电工作。需要关机时,只要再照射一下RG1,使VT1迅速导通,VT1的导通就将VT2的基极电位下拉迫使VT2截止,K释放,被控电器停止工作。VD2的作用是抬高VT2在导通时的基极电位,有利于照射RG1的关机操作。VD2如改用发光二极管,还能起到开关机状态指示。

三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

  图5是单敏感器光控开关,用激光笔或电筒照射时能实现点按一下“开机”,长按一下“关机”的操作。工作过程是:对RG短暂照射一下,VT1导通,电流一路经VT1、VD1、R2注入VT3基极,使VT3迅速导通,K动作吸合,其一个常开触点K-1闭合对电路自锁,另一个常开触点可使被控电器通电,实现“开机”操作。电流另一路经VT1、R1向C1充电,使C1两端电位上升,但由于RG受光照射时间很短,C1两端电位不可能上升到VT2的开门电平,故对电路无影响。需要关机时,只要照射RG的时间稍长些,使C1两端电位升至0.65V左右,VT2即导通,使VT3的基极电位下拉,迫使VT3截止,K释放,所有常开触点跳开,从而实现“关机”操作。VD3的作用与图4中的VD2相同,也可用发光二极管代替。

三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图

  上述所有电路中的敏感元件RG均可采用MG45型光敏电阻器。敏感元件也可采用光敏二极管或光敏三极管,电路不必改动。

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